基于TRIZ理论优化滑靴式自移设备列车防跑偏

收稿日期
2016-11-11作者简介 裴广州（1987-），男，山东费县人，助理工程师，2011年毕业于河北工程大学材料成型及控制工程专业。

基于TRIZ 理论优化滑靴式自移设备列车防跑偏
裴广州 赵抗利 王木祥
（晋城市金菲机电有限公司，山西 晋城 048006）
摘 要
该文叙述了滑靴式自移设备列车的组成，描述自移设备列车的工作原理及行走过程，利用TRIZ 技术创新理论
方法对自移设备列车行走过程中的跑偏现象进行分析。

利用系统分析、因果分析及矛盾分析的方法改进行走跑偏，找到解决防止设备列车跑偏的最佳方法。

关键词
自移设备列车 TRIZ 理论 防跑偏
中图分类号 TD525；TH136 文献标识码 B doi:10.3969/j.issn.1005-2801.2017.03.059
optimization of shoe type self moving equipment train based on TRIZ theory anti deviation
Pei Guang-zhou, Zhao Kang-li, Wang Mu-xiang
(Jincheng Jin Fei Mechanical & Electrical Co., Ltd., Shanxi Jincheng 048006)
Abstract: This paper intruduced the composing of self moving equipment train the sliding shoe, described the working principle and walking process of self moving equipment train, and analyzed the off tracking phenomenon in the walking process of using TRIZ technological innovation theory. By using system analysis method and the causal analysis and contradictions analysis , found out the best way to prevent the deviation of the equipment of the train. Keywords: self moving equipment train TRIZ theory anti deviation
滑靴式无轨自移设备列车主要用于综采工作面顺槽设备运输，被运输的设备主要有移变、泵站、开关等。

每列设备列车根据使用要求，可由10~20辆车体依次连接组成。

该设备列车的构成主要有滑靴式平板车、导向推移杆、推移千斤顶、抬高千斤顶等组成。

该列车现已在井下成功投入使用，但仍存在行走跑偏的问题。

图1为滑靴式自移设备列车
实物图。

图1 为滑靴式自移设备列车实物图。

图2显示系统组件及之间的相互关系，并得出车体跑偏可能的3个功能因素：⑴分流阀失效，动作不同步；⑵油管或油缸出现漏液，动作不同步；
⑶地面凹凸不平，行走跑偏。

图2 系统组件分析模型
1 因果与矛盾分析
技术矛盾1：根据因果分析,使用的液压胶管为普通钢丝缠绕式的，此类管的抗压强度不足。

如果增加液压管的抗压强度，需要使用液压钢丝编织
胶管，势必将导致重量增加，进而增加了采购成本。

改善的参数:液压管的抗压强度，恶化的参数:静止物体的重量。

备选方案1：根据复合材料原理，由于该设备列车的工作工况比较复杂，工作阻力大，因此对液压管路的强度要求较高。

液压管路的抗压强度主要取决于管路侧壁的材质，选用多层钢丝编织的管路，增强了液压管路的抗压强度。

技术矛盾2：根据因果分析,由于地面工况复
杂多变，对设备列车的摩擦力相应的变化，导致整列车行走时会出现跑偏。

从超系统的角度考虑，在每一列车的某个位置加装横向推移千斤，当车跑偏时，横向千斤能及时作用于巷道侧壁，使车纠偏。

这样增加了系统的复杂性和投入成本。

改善的参数:适应性及通用性，恶化的参数: 系统的复杂性。

备选方案2：从超系统的角度考虑，运用气动与液压结构原理，在每一列车的某个位置加装横向推移千斤，当车跑偏时，横向千斤能及时作用于巷道侧壁，使车纠偏。

技术矛盾3：根据因果分析,分流阀堵塞的原因是内部结构中的固定节流孔尺寸过小，导致堵塞造成流通不畅。

需要换固定节流孔大的分流阀，这样能改善堵塞，但由于流体截面积的增大，减小了液压系统的工作压力。

改善的参数: 静止物体的面积，恶化的参数:应力或压强 。

备选方案3：根据预先作用原理，在乳化液流入分流阀之前，先将乳化液的纯度进行过滤处理，即使用过滤孔小于分流阀固定节流孔的过滤网进行过滤，可防止分流阀堵塞，增加了流体的通畅性。

技术矛盾4：根据因果分析,推移千斤的活塞杆推油缸座。

油缸座强度不足，耳板变形，致使内槽的尺寸变大，导致千斤推不正，容易跑偏。

如果增加耳板的强度，不容易出现变形，就不会推偏。

但会增加自身的重量及增加焊接难度系数。

改善的参数:强度，恶化的参数:可制造性。

备选方案4：:油缸座耳板的变形，是导致油缸推不正的主要原因。

为了减小耳板的变形，利用局部质量原理，将耳板的厚度增加，由20mm 变成30mm ，可以增强耳板的抗拉强度，减小变形量。

技术矛盾5：根据位置及相互作用原理分析，导向推移杆与滑移平板车之间的横向作用会产生很大的横向移动，不加以限制会出现侧滑。

备选方案5：根据变害为利原理，在平板车两侧增加限位装置，将原来跑偏的力通过内部组件间的相互作用抵消，则可将平板车与导向推移杆形成相互牵制，平板车前移时，导向推移杆会限制横向跑偏，导向推移杆前移时，平板车会限制横向跑偏。

通过以上系统、因果及矛盾分析，得出解决自
移设备列车跑偏的方案汇总如表1，同时对所有方案进行分析评价，见表2。

表1 方案列表
序号名称
方案描述
1
采用多层钢丝编制液压管选用多层钢丝编织的管路，增强了液
压管理的抗压强度2
加装横向推移千斤在每一列车的某个位置加装横向推移千斤，当车跑偏时，横向千斤能及时
作用于巷道侧壁，使车纠偏。

3使用更合适的筛网使用过滤孔小于分流阀固定节流孔的
过滤网进行过滤，可防止分流阀堵塞，
增加李流体的通畅性。

4
增加耳板厚度耳板的厚度增加，由δ20变成δ30，可以增强耳板的抗拉强度，减
小变形量。

5
增加限位装置在平板车两侧增加限位装置，将原来跑偏的力通过内不足渐渐的相互作用抵消，则可将平板车与导向推移杆形
成相互牵制
表2 方案评价表
序号名称技术性稳定性可行性成本综合分值1
采用多层钢丝
编制液压管5785 6.252加装横向推移
千斤88967.753使用更合适的
筛网556864增加耳板厚度5677 6.255增加限位装置8
9
9
7
8.25
2 结语
根据上述分析，选择加装横向推移千斤（方案2）及加装限位装置（方案5）为主要的执行方案。

解决了滑靴式自移设备列车行走跑偏的难题，达到了运输高效率更安全的效果，极大地提高了矿山井下辅助运输的技术水平，对煤矿安全生产、煤矿标准化建设起到了推动作用。

【参考书目】
［1］ 牛理鹏. 滑靴式自移设备列车在煤矿井下的应用
[J]. 机械管理开发,2016（2）:107-108+123.
［2］ 邴永辉. 浅谈综采工作面滑靴式自移设备列车的
应用[J]. 山西焦煤科技,2014（Z1）:140-141.
［3］ 屈淑亚. 煤矿井下迈步式自移设备列车结构研究
[D].安徽理工大学,2014.。